[發明專利]擺板式波浪發電裝置

有效

• 申請號: 201210002008.2
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102536614B
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 陳建民;郭鵬增;陳晶;張萍;郝曉東;王賓
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: F03B13/18
• 分類號: F03B13/18;F03B13/22
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 楊大興

技術領域：

本發明涉及一種將波浪能轉換為電能的轉換裝置，屬于工程機械設計領域。

背景技術：

能源是人類社會發展的重要基礎資源，而不可再生能源的蘊藏量也是有限的。波 浪能是海洋中分布最廣的可再生能源，利用波浪能發電的有關研究得到了廣泛的重 視。在現有的海浪發電裝置中，以擺式發電裝置的結構最為簡單。但現有的擺式發電 裝置是利用波浪的上下起伏驅動浮體上下運動從而獲得結構往復運動的機械能，再利 用液壓裝置將結構的往復運動機械能轉換為液壓能，然后通過液壓泵將液壓能轉換為 結構旋轉運動的旋轉機械能，最后由發電機將旋轉機械能轉換為電能。由此可見，現 有擺式發電裝置能量轉換過程是機械能→液壓能→機械能→電能，其轉換過程多，損 耗大，轉換效率低。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題是提供一種擺板式波浪發電裝置，將波能通過機械能 直接轉化為電能，不用液壓能作為中間轉換環節，提高波能轉換效率。

本發明為解決其技術問題所采取的總體思路是利用擺板在海浪作用下呈周期性 擺動，通過機械傳動機構將周期性擺動轉換為變速箱軸的連續旋轉運動，變速箱軸的 連續旋轉運動又驅動發電機發電。本發明所提出的發電裝置包括擺板、工作平臺、支 撐立柱、旋轉軸、單向離合器、換向裝置、變速箱、控制器、速度傳感器、勵磁發電 機、永磁電機、控制器和調向板。支撐立柱的下端固定于海底，旋轉軸插入支撐立柱 中，旋轉軸與支撐立柱之間安裝滾珠軸承，旋轉軸可在支撐立柱中自由旋轉。旋轉軸 上端與工作平臺固定連接，工作平臺在海面以上的一定高度上。調向板為一垂直安裝 的平板，其上面的一個邊與工作平臺固定連接。換向機構、變速箱和發電機安裝在工 作平臺上。換向機構由換向軸和換向軸傘齒輪組組成。換向軸通過軸承座被固定安裝 在工作平臺上，換向軸可以自由旋轉。換向軸上再安裝兩塊擺板和兩個單向離合器， 每個單向離合器上都安裝一個傘齒輪。這樣，兩個單向離合器的兩個傘齒輪與變速箱 上的一個傘齒輪組成傘齒輪組，負責把換向軸的往復擺動轉換成變速箱上的傘齒輪的 單方向的旋轉運動。變速箱與勵磁發電機和永磁發電機同軸線安裝，該軸線與換向軸 的軸線垂直。變速箱的輸入端的傘齒輪與換向軸上的兩個傘齒輪嚙合，輸出端與勵磁 發電機連接，勵磁發電機的另一端與永磁發電機連接，在勵磁發電機與永磁發電機之 間安裝速度傳感器，測量永磁發電機的轉速。永磁發電機發出的電給控制器供電，來 自速度傳感器的速度信號送入控制器，控制器分析來自速度傳感器的信號，根據分析 并結果調整供給勵磁發電機的勵磁電壓，控制器安裝在工作平臺上。下面分別描述單 向離合器、換向裝置和發電裝置的結構。

(1)單向離合器的結構

單向離合器由外圈、內圈和8個滾柱組成，8個滾柱均勻安裝在外圈和內圈之間。 內圈上放置滾柱處的兩小平面的傾角不對稱，其作用是使滾柱只能向一個方向轉動。 這樣，當外圈順時針旋轉時，滾柱在外圈和內圈滾動，內圈不跟隨外圈旋轉。當外圈 逆時針旋轉時，滾柱把外圈和內圈鎖死，內圈隨外圈旋轉，這樣就達到了單向離合的 作用。

(2)換向裝置的結構

換向裝置由擺軸、單向離合器、齒輪、滾珠軸承、滾珠軸承座組成。滾珠軸承安 裝在滾珠軸承座中，滾珠軸承座安裝在平臺上。擺軸安裝在滾珠軸承中。在兩個滾珠 軸承之間軸上安裝左單向離合器和右單向離合器，每個單向離合器上都安裝一個傘齒 輪。左單向離合器上的傘齒輪和右單向離合器上的傘齒輪都與變速箱上的傘齒輪嚙 合，組成傘齒輪組。當擺軸在擺板的驅動下順時針(從軸的右端看)轉動時，帶動兩 個單向離合器內圈轉動，右單向離合器的內圈通過滾柱驅動外圈轉動，右單向離合器 的外圈驅動右傘齒輪轉動，右傘齒輪驅動變速箱上的傘齒輪順時針旋轉，變速箱上的 傘齒輪驅動變速箱的輸入軸順時針旋轉，此時單左向離合器內圈空轉不傳遞扭矩。當 擺軸在擺板的驅動下逆時針(從軸的右端看)轉動時，帶動兩單向離合器的內圈逆時 針轉動，左單向離合器的內圈通過滾柱驅動外圈轉動，左單向離合器的外圈轉動驅動 左傘齒輪轉動，左傘齒輪驅動變速箱上的傘齒輪順時針旋轉，變速箱上的傘齒輪驅動 變速箱的輸入軸順時針旋轉，此時右單向離合器內圈空轉不傳遞扭矩。這樣一來，不 論擺板向哪個方向擺動，變速箱上的傘齒輪都順時針旋轉，換向裝置達到了換向的目 的。

(3)發電裝置的結構